專利名稱：數(shù)控維修實(shí)訓(xùn)臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)電設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及用于教學(xué)的數(shù)控機(jī)床實(shí)訓(xùn)臺(tái)。
背景技術(shù)：
數(shù)控機(jī)床已廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工行業(yè)，對(duì)于數(shù)控機(jī)床操作與編程學(xué)習(xí)，一般只要 有數(shù)控機(jī)床即可實(shí)踐教學(xué)，而對(duì)于數(shù)控機(jī)床電氣應(yīng)用學(xué)習(xí)，僅有數(shù)控機(jī)床是不行的，因?yàn)閿?shù) 控機(jī)床主要電器一般放在電氣柜中，功能不具有開放性。而數(shù)控機(jī)床電氣學(xué)習(xí)，恰恰希望通 過參與開放性的數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用來學(xué)習(xí)掌握數(shù)控系統(tǒng)的電氣設(shè)計(jì)、電氣組成、參數(shù)設(shè)計(jì)、數(shù) 控編程、梯形圖設(shè)計(jì)、故障診斷等多項(xiàng)綜合實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)功能，通過綜合實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，達(dá)到理論聯(lián) 系實(shí)際和綜合動(dòng)手能力的提高。而目前市場(chǎng)上無這種功能的實(shí)訓(xùn)臺(tái)，因此，給教學(xué)、以及學(xué) 生學(xué)習(xí)帶來諸多不便，甚至可以說在數(shù)控機(jī)床的教學(xué)環(huán)節(jié)中，教學(xué)效果不夠理想。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種數(shù)控維修實(shí)訓(xùn)臺(tái)，可方便的進(jìn)行數(shù)學(xué)演 示，教學(xué)直觀，通過綜合實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，可提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際和綜合動(dòng)手能力。本實(shí)用新型在設(shè)計(jì)數(shù)控維修實(shí)訓(xùn)臺(tái)時(shí)，主要考慮以下幾方面問題(1)以數(shù)控車床為模擬對(duì)象，既便于學(xué)生掌握數(shù)控系統(tǒng)，又可以降低造價(jià)。(2)選用功能強(qiáng)大、工作安全可靠、性能完善、市場(chǎng)占有率高的數(shù)控系統(tǒng)，盡可能多 的將先進(jìn)的數(shù)控系統(tǒng)功能開放給學(xué)生學(xué)習(xí)。(3)采用開放性和模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，盡可能的把組成數(shù)控機(jī)床的電氣部分都能 在實(shí)訓(xùn)臺(tái)上展示，讓學(xué)生有一個(gè)完整的數(shù)控機(jī)床概念。本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)數(shù)控維修實(shí)訓(xùn)臺(tái)，包括數(shù)控系統(tǒng)、電控系統(tǒng)，以及數(shù)控系統(tǒng)、電控系統(tǒng)的顯示屏、操 作面板，還包括主軸電機(jī)、冷卻電機(jī)、電動(dòng)刀架、十字滑臺(tái)、電氣柜，特點(diǎn)是實(shí)訓(xùn)臺(tái)的立面板、 以及與立面板垂直的平臺(tái)上設(shè)有數(shù)控系統(tǒng)的顯示屏及輸入鍵盤；設(shè)有電控系統(tǒng)中的故障設(shè) 置面板、操作面板、狀態(tài)顯示面板；設(shè)有電控系統(tǒng)中的變頻器、驅(qū)動(dòng)器、以及接觸器、繼電器、 空氣開關(guān)；設(shè)有主軸電機(jī)、冷卻電機(jī)、電動(dòng)刀架。本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)方案是，實(shí)訓(xùn)臺(tái)由左右兩個(gè)部分組成；實(shí)訓(xùn)臺(tái)左面的第一 立面板上，至上而下依次設(shè)有顯示屏及輸入鍵盤、故障設(shè)置面板、狀態(tài)顯示面板，與第立面 板垂直的第一平臺(tái)上設(shè)有所述的操作面板；變頻器、驅(qū)動(dòng)器、以及接觸器、交流繼電器、空氣開關(guān)設(shè)置于實(shí)訓(xùn)臺(tái)右面的第二立 面板上，主軸電機(jī)、冷卻電機(jī)、電動(dòng)刀架設(shè)置于與該第二立面板垂直的第二平臺(tái)上，第二平 臺(tái)下方為電氣柜；或其中的電動(dòng)刀架設(shè)置于十字滑臺(tái)上，電動(dòng)刀架及其十字滑臺(tái)設(shè)置于第 一平臺(tái)或第二平臺(tái)旁；或十字滑臺(tái)設(shè)置于第一平臺(tái)或第二平臺(tái)旁。本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)方案是，故障設(shè)置面板上設(shè)有一個(gè)以上故障開關(guān)SB，每個(gè) 開關(guān)對(duì)應(yīng)著控制模塊的每個(gè)回路，實(shí)現(xiàn)回路的切斷與接通，也就是進(jìn)行電路故障的設(shè)置。

圖1為本實(shí)用新型立體示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，數(shù)控維修實(shí)訓(xùn)臺(tái)，包括數(shù)控系統(tǒng)、電控系統(tǒng)，以及數(shù)控系統(tǒng)、電控系統(tǒng) 的顯示屏及輸入鍵盤、操作面板，還包括主軸電機(jī)、冷卻電機(jī)、電動(dòng)刀架、十字滑臺(tái)、電氣柜。仍如圖1所示，所述實(shí)訓(xùn)臺(tái)由左右兩個(gè)部分組成；實(shí)訓(xùn)臺(tái)左面的第一立面板1上， 至上而下依次設(shè)有顯示屏及輸入鍵盤2、故障設(shè)置面板3、狀態(tài)顯示面板4，與第一立面板垂 直的第一平臺(tái)5上設(shè)有所述的操作面板6 (操作面板6上設(shè)有包括電源啟動(dòng)、電源停止、緊 急停止、方式選擇開關(guān)、倍率旋鈕等各種操作按鈕，相同于現(xiàn)有技術(shù))。變頻器、驅(qū)動(dòng)器、以及接觸器、交流繼電器、空氣開關(guān)設(shè)置于實(shí)訓(xùn)臺(tái)右面的第二立 面板7上，主軸電機(jī)、冷卻電機(jī)、電動(dòng)刀架設(shè)置于與該第二立面板7垂直的第二平臺(tái)8上，第 二平臺(tái)8下方為電氣柜9 (柜門采用透明玻璃，電氣柜中設(shè)有電源模塊、變壓器等)。所述第 二立面板7上邊部、以及左右兩邊部設(shè)有邊框10，所述邊框10凸出第二立面板7的寬度與 第二平臺(tái)等寬。十字滑臺(tái)設(shè)置于第二平臺(tái)8旁(未提供圖示)，十字滑臺(tái)為市場(chǎng)購得。仍如圖1所示，故障設(shè)置面板3上設(shè)有五個(gè)故障開關(guān)SB，其中的故障開關(guān)SBl連接 變頻器啟動(dòng)信號(hào)、SB2連接系統(tǒng)電源啟動(dòng)信號(hào)、SB3連接電動(dòng)刀架信號(hào)、SB4連接伺服使能信 號(hào)、SB5連接冷卻電機(jī)啟動(dòng)信號(hào)(未提供電連接圖)。故障設(shè)置面板3上除設(shè)有上述的故障 開關(guān)外，還設(shè)有十字滑臺(tái)行程限位控制信號(hào)、主軸電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制信號(hào)、I/O板電源控制信 號(hào)、脈沖編碼器檢測(cè)信號(hào)等。本實(shí)訓(xùn)臺(tái)的工作過程如下先通過鍵盤輸入加工程序送到數(shù)控系統(tǒng)，再操作設(shè)備 操作面板的按鈕，使其作為PMC的輸入信號(hào)送人PMC，數(shù)控程序經(jīng)數(shù)控系統(tǒng)譯碼輸出控制接 觸器、變頻器、伺服放大器動(dòng)作進(jìn)而控制主軸電機(jī)、冷卻電機(jī)、刀架電機(jī)、十字滑臺(tái)X軸/Z軸 電機(jī)的動(dòng)作。如果要給學(xué)生設(shè)置故障，即可通過故障開關(guān)SB的開與關(guān)實(shí)現(xiàn)。在本實(shí)施例中，選用日本FANUC oi Mate TD數(shù)控系統(tǒng)，F(xiàn)ANUC Oi系統(tǒng)有外置的I/ 0卡用于機(jī)床接口 I/O。該數(shù)控系統(tǒng)可控制兩個(gè)伺服電機(jī)軸和一個(gè)開環(huán)主軸(為變頻器)， 該數(shù)控系統(tǒng)在中國(guó)市場(chǎng)占有率高，功能比較齊全，適應(yīng)范圍比較廣，有利于學(xué)生對(duì)先進(jìn)的數(shù) 控系統(tǒng)的了解和掌握。FANUC Oi Mate TD系統(tǒng)的伺服接口為B型接口的伺服單元，因此選 用β i系列SV20Au6B-6130-H002伺服放大器，結(jié)構(gòu)緊湊，維修性能優(yōu)良，具有卓越的性價(jià)比 和充足的功能。主軸變頻器模塊的設(shè)計(jì)，主要是為了讓同學(xué)熟悉電動(dòng)機(jī)變頻器的工作原理以及控 制系統(tǒng)的接線方法，通過該模塊可以了解到變頻器數(shù)字操作鍵盤和參數(shù)的設(shè)置。我們選用 三菱E740系列變頻器。三菱系列變頻器采用先進(jìn)磁通控制技術(shù)，電機(jī)在低速時(shí)轉(zhuǎn)矩大，速 度精度高，價(jià)格合理，功能齊全，具有瞬停電處理及速度跟蹤再啟動(dòng)功能，確保系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連 續(xù)運(yùn)行機(jī)制，以保證電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在最高效率狀態(tài)，因此，選用E740高性能變頻器代替主軸交 流伺服系統(tǒng)，是該實(shí)訓(xùn)臺(tái)最佳的選擇。本實(shí)訓(xùn)臺(tái)的主要目的是為了教學(xué)演示而不是為了生產(chǎn)加工，因此設(shè)計(jì)了一個(gè)演示 臺(tái)來模擬實(shí)際生產(chǎn)中用的車床。該演示機(jī)構(gòu)由X/Z雙軸十字進(jìn)給拖板、主軸電機(jī)及編碼器、四工位電動(dòng)刀架等模塊組成。(1) X/Z雙軸十字進(jìn)給拖板X/Z雙軸十字進(jìn)給拖板均有雙向超程、回零等功能，雙軸為半閉環(huán)控制。該機(jī)構(gòu)完 全模擬數(shù)控車床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)。(2)主軸電機(jī)及編碼器數(shù)控車床加工螺紋時(shí)，需要配置主軸脈沖發(fā)生器，作為車床主軸位置信號(hào)的反饋 元件。所以在設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)臺(tái)的時(shí)候?qū)⒅鬏S通過齒形帶與編碼器相連接模擬螺紋加工實(shí)驗(yàn)。主 軸電機(jī)由變頻器控制實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速。(3)四工位電動(dòng)刀架數(shù)控車床為了能在工件的一次裝夾中完成多工序加工，縮短輔助時(shí)間，必須帶有 自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架。自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架是一個(gè)非常有代表性的運(yùn)動(dòng)部件。所以在實(shí)訓(xùn)臺(tái)上安裝了一 臺(tái)完全工業(yè)用的四工位電動(dòng)刀架，數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出刀位信號(hào)，如果所選刀體正好對(duì)準(zhǔn)霍爾元 件，那么電機(jī)就不用動(dòng)作，直接向CNC系統(tǒng)發(fā)出回答信號(hào)。如果所選刀體未對(duì)準(zhǔn)霍爾元件， 那么就開始執(zhí)行下列動(dòng)作控制繼電器動(dòng)作，電機(jī)正傳，通過蝸桿、蝸輪、螺桿將銷盤上升到 一定高度時(shí)，離合銷進(jìn)入離合盤槽，離合盤帶動(dòng)離合銷，離合銷帶動(dòng)銷盤，銷盤帶動(dòng)上刀體 轉(zhuǎn)位，當(dāng)上刀體轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)到所需刀位時(shí)，霍爾元件電路發(fā)出刀位信號(hào)，電機(jī)反轉(zhuǎn)。反靠銷進(jìn)入 反靠盤，離合銷從離合盤槽中爬出，刀架完成粗定位。同時(shí)銷盤下降與端齒嚙合，完成精定 位。刀架鎖緊，繼電器動(dòng)作，電機(jī)停止。向系統(tǒng)發(fā)出回答信號(hào)，加工程序開始。刀架的運(yùn)動(dòng) 過程抬起、轉(zhuǎn)位、落下、鎖緊。
權(quán)利要求數(shù)控維修實(shí)訓(xùn)臺(tái)，包括數(shù)控系統(tǒng)、電控系統(tǒng)，以及數(shù)控系統(tǒng)、電控系統(tǒng)的顯示屏及輸入鍵盤、操作面板，還包括主軸電機(jī)、冷卻電機(jī)、電動(dòng)刀架、十字滑臺(tái)、電氣柜，其特征在于實(shí)訓(xùn)臺(tái)的立面板、以及與立面板垂直的平臺(tái)上設(shè)有數(shù)控系統(tǒng)的顯示屏及輸入鍵盤；設(shè)有電控系統(tǒng)中的故障設(shè)置面板、操作面板、狀態(tài)顯示面板；設(shè)有電控系統(tǒng)中的變頻器、驅(qū)動(dòng)器、以及接觸器、繼電器、空氣開關(guān)；設(shè)有主軸電機(jī)、冷卻電機(jī)、電動(dòng)刀架。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)控維修實(shí)訓(xùn)臺(tái)，其特征在于實(shí)訓(xùn)臺(tái)由左右兩個(gè)部分組成； 實(shí)訓(xùn)臺(tái)左面的第一立面板(1)上，至上而下依次設(shè)有顯示屏及輸入鍵盤(2)、故障設(shè)置面板 (3)、狀態(tài)顯示面板(4)，與第一立面板垂直的第一平臺(tái)(5)上設(shè)有所述的操作面板(6)；變頻器、驅(qū)動(dòng)器、以及接觸器、交流繼電器、空氣開關(guān)設(shè)置于實(shí)訓(xùn)臺(tái)右面的第二立面板 (7)上，主軸電機(jī)、冷卻電機(jī)、電動(dòng)刀架設(shè)置于與該第二立面板(7)垂直的第二平臺(tái)(8)上， 第二平臺(tái)(8)下方為電氣柜(9)；或其中的電動(dòng)刀架設(shè)置于十字滑臺(tái)上，電動(dòng)刀架及其十字 滑臺(tái)設(shè)置于第一平臺(tái)(5)或第二平臺(tái)(8)旁；或十字滑臺(tái)設(shè)置于第一平臺(tái)(5)或第二平臺(tái) ⑶旁。
3.如權(quán)利要求1或2所述的數(shù)控維修實(shí)訓(xùn)臺(tái)，其特征在于故障設(shè)置面板(3)上設(shè)有 一個(gè)以上故障開關(guān)SB，通過所述故障開關(guān)SB實(shí)現(xiàn)控制模塊的切斷與接通。
4.如權(quán)利要求3所述的數(shù)控維修實(shí)訓(xùn)臺(tái)，其特征在于所述故障開關(guān)SB為SB1、SB2、 SB3、SB4、SB5，其中的故障開關(guān)SBl電連接變頻器啟動(dòng)信號(hào)、SB2電連接系統(tǒng)電源啟動(dòng)信號(hào)、 SB3電連接電動(dòng)刀架信號(hào)、SB4電連接伺服使能信號(hào)、SB5電連接冷卻電機(jī)啟動(dòng)信號(hào)。
5.如權(quán)利要求2所述的數(shù)控維修實(shí)訓(xùn)臺(tái)，其特征在于所述右面的第二立面板(7)上 邊部、以及左右兩邊部設(shè)有邊框(10)，所述邊框(10)凸出第二立面板(7)的寬度與第二平α寸見。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種數(shù)控維修實(shí)訓(xùn)臺(tái)，包括數(shù)控系統(tǒng)、電控系統(tǒng)，以及數(shù)控系統(tǒng)、電控系統(tǒng)的顯示屏、操作面板，還包括主軸電機(jī)、冷卻電機(jī)、電動(dòng)刀架、十字滑臺(tái)、電氣柜，特點(diǎn)是實(shí)訓(xùn)臺(tái)的立面板、以及與立面板垂直的平臺(tái)上設(shè)有數(shù)控系統(tǒng)的顯示屏及輸入鍵盤；設(shè)有電控系統(tǒng)中的故障設(shè)置面板、操作面板、狀態(tài)顯示面板；設(shè)有電控系統(tǒng)中的變頻器、驅(qū)動(dòng)器、以及接觸器、繼電器、空氣開關(guān)；設(shè)有主軸電機(jī)、冷卻電機(jī)、電動(dòng)刀架。本實(shí)用新型可方便的進(jìn)行教學(xué)演示，教學(xué)直觀，通過綜合實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，可提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際和綜合動(dòng)手能力。
文檔編號(hào)G09B25/02GK201741324SQ201020282838
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月4日
發(fā)明者馮金冰, 喻步賢, 尹昭輝 申請(qǐng)人:淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院